课堂笔记——计算机体系结构(1)

落了一节课,直接lecture3

Lecture3 Basic Pipeline

1、Single-cycle implementation: seldom used

     取指  译码  执行  读mem/cache  写回WB

2、How to make it fast?

     To decrease the clock cycle time? difficult!

     What's the problem?资源浪费 串行 Start work ASAP

3、Multi-cycled implemention

4、Pipelining

    why pipelining? decrease CPUtime  improving the throughput 

5、Pipeline hazard: the major hurdle

    A hazard is a condition that prevents an instruction in the pipe from excuting its next scheduled pipe stage

   Taxonomy of hazard:

   Structrural hazards: These are comflicts over hardzards resources.

   Data hazards: Instruction depends on result of prior computation which is not ready yet.

   Control hazards: PC are not available in time to fetch an instruction on the next clock.

6、 Hazards can always be resolved by stall

 7、浮点数运算:解决结构竞争(Structrural hazards)

      方法1:fully pipelined adder:overhead(体积、执行时间)过大

      方法2:multiple unpipelined adder:overhead(成本)过大

      方法3:插入stall

8、coping with data hazards

    方法1:增加数据通路(Forwarding Path)

    方法2:Forwarding not always work,so implement load Interlock :load指令比较常见,这个方法开销较大

    方法3:编译器端,进行代码调度,进行代码块顺序改变

    

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